5.1.1 เวกเตอร์ธรรมชาติของแรง

      เราสามารถใช้ประโยชน์จากการเปลี่ยนรูปร่างไปของสปริง เพื่อมาทำการวัดแรงได้ โดยสมมติแรงในแนวดิ่งเป็นการใช้งานเพื่อใช้วัดเป็นสเกลสปริงที่ตรึงปลายบนดังในรูปด้านล่าง

รูปตัวอย่างตาชั่งสปริง

แนะนำเพื่อให้อ่านได้ต่อเนื่องให้ คลิกขวาเลือก Open link in new window

รูปเวกเตอร์ธรรมชาติของแรงที่ทดสอบด้วยสเกลสปริง

      การยืดตัวของสปริงเมื่อมีแรงมากระทำ และเข็มชี้บนสเกลอ่านการยืดออกของสปริงได้ เราสามารถเปรียบเทียบสปริงโดยกำหนดแรงอ้างอิง F₁ ซึ่งแรงนั่นทำให้เข็มชี้อ่านค่าได้ 1.00 cm แล้วถ้าหากเราประยุกต์ความแตกต่างในแรงที่ตกลงมาของแรง ที่ซึ่งขนาดเป็นสองเท่าของแรงที่อ้างอิง

      แรง F₂  ที่เห็นในรูปที่ 2 (จากซ้าย) เข็มชี้เคลื่อนที่ 2.00 cm ในรูปที่ 3 (จากซ้าย) แสดงผลว่ามีแรงมาเกาะเพิ่ม (F₁ กับ F₂) ทำให้ต้องผสมรวมกันของแรงที่ต่างกัน ซึ่งเป็นผลรวมของผลของแรงแต่ละที่

      ทีนี้ ลองสมมติว่าแรงสองแรงกระทำขึ้นพร้อมกันด้วย F₁  เคลื่อนลง และ F₂ ไปทางแนวราบ ดูที่รูป 4 (จากซ้าย) ในกรณีนี้ เข็มชี้อ่านค่าได้ 2.24 cm ถ้าต้องการให้อ่านเป็นแรงลัพธ์ แรงเดี่ยว F    ก็จะสร้างการอ่านค่าที่เหมือนกันให้เป็นผลรวมของเวกเตอร์สองเวกเตอร์ คือ F₁ และ F₂ พิจารณาที่รูป 4 (จากซ้าย) นั่นคือ 

รูปสมการ

และทิศทางของมันคือ

q = tan^-1 (-0.500) = -26.6°

เพราะว่าแรงเกี่ยวกับการทดลอง หากมีแรงเอียงไปในรูปร่างต่าง ๆ จะใช้วิธีรวมแรงย่อยเป็นหนึ่งแรง จะต้องใช้กฎของเวกเตอร์เพิ่มเติมเข้ามา เพื่อหาแรงสุทธิบนวัตถุ

รูปตาชั่งสปริง

รูปการใช้งานตาชั่งสปริง

ข้อคิดดี ๆ ที่นำมาฝาก

“ไม่ว่าจะเป็นเพชร หรือเป็นถ่าน

ทั้งสองสิ่ง ก็มีคุณค่าในตัวมันเอง

เพชร ไม่สามารถทำหน้าที่แทนถ่านได้

และถ่าน ก็ไม่สามารถทำหน้าที่แทนเพชรได้ เช่นกัน”